مزایا و معایب موتورهای چهار سیلندر

به گزارش مجله ماشین، موتورهای چهار سیلندر بیش از یک قرن است که در صنعت خودرو حضور دارند. با این حال، در بخش زیادی از قرن بیستم تمرکز خودروسازان بر افزایش قدرت موتور بود و همین باعث شد موتورهای شش و هشت سیلندر به محبوبیت برسند. با این وجود، در سال‌های اخیر دوباره شاهد بازگشت قدرتمند موتورهای چهار سیلندر هستیم؛ به‌ویژه با استفاده از توربوشارژر که باعث افزایش قدرت و کارایی آن‌ها شده است. دلیل اصلی این تغییر جهت، مصرف سوخت کمتر و آلایندگی پایین‌تر است؛ عواملی که با مقررات سخت‌گیرانه‌ی زیست‌محیطی کاملاً همسو هستند.

نمونه‌های جدید از جایگزینی موتورهای بزرگ‌تر

نمونه بارز این روند را می‌توان در تویوتا هایلندر ۲۰۲۳ دید. این شرکت موتور ۳.۵ لیتری V6 قدیمی خود را با یک موتور ۲.۴ لیتری چهار سیلندر توربوشارژ جایگزین کرده است. در نتیجه، اگرچه توان خروجی ۳۰ اسب‌بخار کاهش یافت (به ۲۶۵ اسب‌بخار رسید)، اما گشتاور ۱۷ درصد افزایش پیدا کرد و به ۳۱۰ پوند-فوت رسید. تویوتا هدف خود از این تغییر را به‌روشنی بیان کرد: بهبود مصرف سوخت و کاهش آلایندگی.

شورولت تراوِرس ۲۰۲۴ نیز مسیر مشابهی را پیموده است. موتور ۳.۶ لیتری V6 با نمونه‌ی ۲.۵ لیتری چهار سیلندر توربوشارژ جایگزین شده و در عین حال توان خروجی به ۳۲۸ اسب‌بخار و گشتاور به ۳۲۶ پوند-فوت رسیده است؛ یعنی حتی بیشتر از نسل قبل. این مثال نشان می‌دهد کوچک‌تر شدن موتور الزاماً به معنی کاهش عملکرد نیست.

مزایای موتورهای چهار سیلندر

مصرف سوخت کمتر و راندمان بالاتر:
طراحی ساده‌تر و حجم پایین‌تر باعث می‌شود این موتورها سوخت کمتری مصرف کرده و آلایندگی کمتری تولید کنند. برای نمونه، میانگین مصرف ترکیبی تویوتا هایلندر از ۲۳ به ۲۵ مایل بر گالن افزایش یافته و میزان انتشار گازهای اکسید نیتروژن به نصف کاهش یافته است.

وزن کمتر و هندلینگ بهتر:
موتورهای چهار سیلندر قطعات کمتری دارند و سبک‌تر هستند. همین ویژگی موجب می‌شود خودرو چابک‌تر و متعادل‌تر عمل کند. به عنوان مثال، فورد موستانگ اکوبوست با موتور ۲.۳ لیتری توربوشارژ حدود ۲۴۰ کیلوگرم سبک‌تر از نسخه V8 است و در جاده‌های پرپیچ، پویایی بهتری دارد.

پیشرفت فناوری و نرمی عملکرد:
فناوری‌هایی مانند تزریق مستقیم سوخت با فشار بالا، زمان‌بندی متغیر سوپاپ‌ها و پوشش‌های ضداصطکاک داخلی باعث شده‌اند موتورهای مدرن چهار سیلندر بسیار نرم‌تر و واکنش‌پذیرتر از گذشته باشند. همچنین سیستم‌های توربوشارژ امروزی، مانند موتورهای SkyActiv مزدا، تأخیر توربو را به حداقل رسانده‌اند.

معایب موتورهای چهار سیلندر

نرمی کمتر و صدای بیشتر:
از آن‌جا که موتور چهار سیلندر در هر چرخه میل‌لنگ دفعات احتراق کمتری دارد، در مقایسه با موتورهای شش یا هشت سیلندر لرزش و صدای بیشتری تولید می‌کند. برای مثال، در بررسی‌های مدل ۲۰۲۳ تویوتا هایلندر، مشخص شده کابین با موتور چهار سیلندر در دورهای بالای ۳۰۰۰ دور در دقیقه پرصداتر از نسخه V6 است.

ظرفیت یدک‌کشی پایین‌تر:
در برخی خودروها، موتورهای کوچک‌تر توان بکسل کمتری دارند. برای نمونه، شورولت سیلورادو ۱۵۰۰ با موتور ۲.۷ لیتری چهار سیلندر توربوشارژ حدود ۹,۲۰۰ پوند ظرفیت یدک‌کشی دارد، در حالی‌که نسخه V8 همین خودرو تا ۱۳,۳۰۰ پوند می‌کشد.

پیچیدگی فنی و نگهداری گران‌تر:
موتورهای توربوشارژ فشار و حرارت بالاتری را تجربه می‌کنند و نیاز به نگهداری دقیق‌تری دارند. وجود قطعات اضافی مانند توربوشارژر، اینترکولر و لوله‌کشی‌های مربوطه احتمال خرابی و هزینه تعمیر را افزایش می‌دهد. همچنین این موتورها به تعویض روغن منظم‌تر نیاز دارند تا از آسیب به سیستم توربو جلوگیری شود.

جمع‌بندی

موتورهای چهار سیلندر مدرن با کمک فناوری توربوشارژ توانسته‌اند فاصله خود را با موتورهای بزرگ‌تر از نظر قدرت و کارایی به حداقل برسانند. آن‌ها سبک‌تر، کم‌مصرف‌تر و از نظر آلایندگی پاک‌تر هستند، اما هنوز در زمینه نرمی عملکرد، توان یدک‌کشی و دوام طولانی‌مدت، به‌ویژه در نسخه‌های توربوشارژ، محدودیت‌هایی دارند.

با این حال، برای اکثر خودروهای سواری، کراس‌اوورها و شاسی‌بلندهای امروزی، موتور چهار سیلندر بهترین تعادل بین عملکرد، بهره‌وری و مقرون‌به‌صرفه‌بودن را ارائه می‌دهد.